专利名称：一种无源穿线式电机保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属一种电气保护装置，具体涉及一种电机或线路以及其它电 气设备的断相过载保护装置。
背景技术：
电动机在实际运行中，若机械出现不正常的情况或电路异常使电动机遇 到过载，则电动机转速下降、绕组中的电流将增大，使电动机的绕组温度升 高。若过载时间长，过载电流大，会縮短电动机的使用寿命，严重时使电机 绕组烧毁。所以，通常都要安装电机保护器。
热继电器是最有代表性的电机保护装置，它利用电流的热效应原理，在 电机出现过流发热情况时，电热元件发热变形切断电路，起到过载保护的作 用，其不足之处是，热继电器动作比较迟缓，不够灵敏可靠，经常会出现 误动和拒动的情况。因此现在出现很多电子式电机保护器，这类保护器有一 种是直接接入电机主回路，其不足之处是保护器与电机之间在电气上没有隔 离，存在人身安全隐患，还有一类是接入电机的二次回路的，这类保护器通 常是设有传感取样电路，传感取样电路与开关控制电路连接，开关控制电路 根据输入的传感取样信号产生开关控制信号，并通过开关驱动电路与接在电 机二次控制回路里的开关控制元件连接，由电机二次回控制回路里的开关控
制元件控制电机主回路里开关元件的通断；现有这类电子式电机保护器的开 关控制电路均需要外接工作电源，而且存在保护器接线复杂，安装维修不便 的不足。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种开关控制电路不需外接电源的 电机保护装置。本实用新型进一步要解决的问题是提供一种安装接线简单的电机保护装置。
解决上述问题的技术方案是本实用新型设有与传感取样电路连接的开 关控制电路，开关控制电路输出端与开关驱动电路连接，其特征在于所述 的传感取样电路设有可分别获取电机三相电流信号的电流互感器，三相电流 互感器输出端分别接开关控制电路输入端，三相电流互感器输出端的另一分 支电路分别通过整流电路与开关控制电路的供电端连接。
进一步方案是本装置设有两个可与电机二次控制回路串联连接的输出 端，该两端与桥式整流电路输入端连接，所述的开关驱动电路为可控硅开关 驱动电路，桥式整流电路输出端与可控硅管开关驱动电路连接，所述的开关 控制电路输出端与可控硅控制极电路连接。
本实用新型的工作原理是电机工作时，三相电流互感器分别产生感应 电压，经整流电源整流后为开关控制电路提供工作电源，同时电流互感器分 别将获取的三相电流信号输入到开关控制电路，当发生断相，或电流超过设 定值时，开关控制电路输出控制信号，使开关驱动电路关断电机主回路，电 机停止工作，起到断相过载保护作用。
本实用新型进一步方案的使用方法是将本装置的两个输出端串联在接 有开关控制部件的电机二次控制回路里，电机二次回路的交流电源通过本装 置的桥式整流电路为可控硅开关驱动电路供电，当可控硅在开关控制电路控 制下导通时，电机二次回路里的开关控制元件导通，当可控硅在开关控制电 路控制下关断时，即关断电机二次回路里的开关控制元件，使电机主回路断 电，上述电路结构使本电机保护装置只需设置两个外接接线端子。
本实用新型采用的电流互感器不需要与外界电路有接线连接，即可通过 感应产生电压为开关控制电路提供传感信号，同时交流互感器产生的感应电 压又通过整流电路为开关控制电路供电，使开关控制电路不需与外接电源连 接，从而简化了电机保护装置的外接连线，并可提高装置的安全性。
本实用新型进一步方案具有结构简单、需要外接的接线端少，便于现场安装维修的优点。
图1、本实用新型方框示意图
图2、本实用新型实施例方框示意图
图3、本实用新型实施例电路图
图4、本实用新型实施例产品外观结构示意图
图5、本实用新型实施例开关控制驱动电路串接在电机二次控制回路里的电
路示意图具体实施方式
电流互感器为环形铁芯的穿芯式电流互感器，参见图4，轴向穿孔2 设置在盒体上下面板l上，安装时，将电机主回路三相导线分别穿过三个穿 孔，绕在环形铁芯上的互感器线圈即可产生感应电压，本例最大有效穿线孔 径达30mm，可以穿过185mm2截面的导线。采用环形铁芯，可减少大电流及 周围磁场的影响，尤其对于大电流回路，具有很强的稳定性。而且穿芯式电 流互感器，无需外接连线，与主回路完全隔离，解决了主电路端子发热的问 题，显著提高了可靠性及抗干扰性，提高了对电网电压的适应性。本例电流 互感器采用的是快速饱和铁芯，能够满足大功率电动机启动时间长的要求。
开关控制电路采用LM339N比较器电路。
三个穿芯式电流互感器线圈TA、 TB、 TC一端接地，另一端分两路，一 路分别通过二极管D3、 D4、 D5与开关控制电路比较器比较信号输入端11 脚、5脚、7脚连接，另一路分别通过整流二极管D1、 D2、 D6和限流电阻 R12接开关控制电路比较器供电端9脚。
整流二极管D1、 D2、 D6输出端还通过可调电阻器R13、 R3接比较器参 考电压调节脚8展卩，用于调节比较电压的参考电压值，从而设定超载电流限 定值，调节电动机保护器的保护值。
开关控制电路输入端接有由电阻R13和电容C5、 C6组成的积分电路，起 到延时作用，本例的延时电路接在比较器输入端8脚，以使超载电流较大 时，能够在较短的时间内发出关断控制信号，在超载电流较小时，在较长的时间内发出关断信号，使本保护器具有反时限延时功能。
比较器开关控制信号输出端13脚和接地脚两端接开关驱动电路输入
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通常，比较器13脚输出是高电平，当电机三相主回路出现超载现象 时，比较器比较信号输入端ll胜卩、5脚、7脚对应脚输入电压超过参考电压 值，输出端13脚即输出低电平，当三相主回路发生断相时，输出端13脚发 生翻转，输出低电平。
开关驱动电路由可控硅管Q3组成，其阴、阳两极分别与由D6、 D7、 D13、 D14组成的桥式整流电路输出端连接，本电机保护电路与电机二次控 制回路串联连接的两接线端接该桥式整流电路的输入端，使可控硅开关驱动 电路串联在电机二次控制回路里。
可控硅控制极电路为第二开关三极管Q2并联在可控硅管控制极与阴 极地之间，其集电极通过电阻R25、 R16接可控硅管阳极，第一开关三极管 Ql并联在第二开关三极管Q2基极与地之间，其基极通过电阻R26接第二开 关三极管Q2集电极，第一开关三极管Ql集电极和第二开关三极管Q2基极 通过电阻R24、 R15接可控硅管Q3阳极。前述开关控制电路比较器输出端 13脚和接地脚分别与第一开关三极管Ql的基极和地连接。
参见图4、图5，将电机主回路三相导线分别穿过本装置盒体l上的三 个穿孔3，将本装置的两个输出端3串接在电机二次控制回路里，此时，电 机二次回路的交流电源经桥式整流电路整流加到可控硅管Q3两端，电机 在正常工作情况下，比较器输出高电平，开关驱动电路里第一开关三极管 Ql导通，第二开关三极管Q2截止，可控硅管Q3导通，使接在电机二次控 制回路里的继电器(或接触器)线圈C导通，接在电机主回路里的触头 Cl、 C2、 C3导通；当电机发生过载或断相情况时，比较器输出低电平，第 一开关三极管Q1截止，电阻R24、 R15为第二开关三极管Q2基极提供偏 流，使其导通，将可控硅管Q3控制极接地，可控硅管Q3截止，使接在电机 二次控制回路里的继电器(或接触器)线圈C断电，断开电机主回路里的触 头C1、 C2、 C3，电机停止工作。当上述可控硅管Q3截止时，虽然R16、 R25、 Ql支路还导通，但因作为 控制极回路的电阻R16、 R25阻值远大于继电器线圈C的阻值，所以不足以 使线圈C导通。
本装置的开关控制器部分不需外接电源，可以大大减少现场接线的繁 琐工作，安装方便，简洁。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形 式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单 修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案的保护范围。
权利要求1、一种无源穿线式电机保护装置，设有与传感取样电路连接的开关控制电路，开关控制电路输出端与开关驱动电路连接，其特征在于所述的传感取样电路设有可分别获取电机三相电流信号的电流互感器，三相电流互感器输出端分别接开关控制电路输入端，三相电流互感器输出端的另一分支电路分别通过整流电路与开关控制电路的供电端连接。
2、 根据权利要求l所述的无源穿线式电机保护装置，其特征在于所 述的电流互感器为环形铁芯的穿芯式电流互感器，穿芯式电流互感器线圈TA、 TB、 TC一端接地，另一端分两路， 一路分别通过二极管与开关控制电路输入端连接，另一路分别通过整流二极管和限流电阻接开关控制电路供电顺。
3、 根据权利要求2所述的无源穿线式电机保护装置，其特征在于所述的开关控制电路为比较器电路。
4、 根据权利要求3所述的无源穿线式电机保护装置，其特征在于所述比较器参考电压调节脚通过可调电阻与所述的电流互感器整流电路输出端连 接，用于调节比较电压的参考电压值。
5、 根据权利要求l所述的无源穿线式电机保护装置，其特征在于所述开关控制电路输入端接有由电阻R13和电容C5、 C6组成的延时电路。
6、 根据权利要求1-5任一权利要求所述的无源穿线式电机保护装置，其特征在于本装置设有两个可与电机二次控制回路串联连接的输出端，该两端与桥式整流电路输入端连接，所述的开关驱动电路为可控硅开关驱动电 路，桥式整流电路输出端与可控硅管开关驱动电路连接，所述的开关控制电 路输出端与可控硅控制极电路连接。
7、 根据权利要求6所述的无源穿线式电机保护装置，其特征在于所述 可控硅控制极电路为第二开关三极管Q2并联在可控硅管控制极与阴极地之间，其集电极通过电阻R25、 R16接可控硅管阳极，第一开关三极管Q1并联在 第二开关三极管Q2基极与地之间，其基极通过电阻R26接第二开关三极管Q2集电极，第一开关三极管Q1集电极和第二开关三极管Q2基极通过电阻R24、 R15接可控硅管Q3阳极，所述开关控制电路比较器输出端和接地脚分别与第 一开关三极管Q1的基极和地连接。
专利摘要一种无源穿线式电机保护装置，设有与传感取样电路连接的开关控制电路，开关控制电路输出端与开关驱动电路连接，其特征在于所述的传感取样电路设有可分别获取电机三相电流信号的电流互感器，三相电流互感器输出端分别接开关控制电路输入端，三相电流互感器输出端的另一分支电路分别通过整流电路与开关控制电路的供电端连接。本装置开关控制电路不需与外接电源连接，从而简化了电机保护装置的外接连线，并可提高装置的安全性。
文档编号H02H7/08GK201160220SQ200820000398
公开日2008年12月3日 申请日期2008年1月8日 优先权日2008年1月8日
发明者张宏宇 申请人:张宏宇